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乳胶漆净化甲醛效率的研究 姚然然1，吴颜明2，姚君莲1 ( 1． 北新集团建材股份有限公司涿州分公司，河北涿州072750; 2． 北京创时能源有限公司，北京100053) 在新装修的房屋中，一些新家具和装修材料释放的甲醛会对室内空气造成污染。甲醛被世界卫生组织列为疑似致癌物，现代社会对健康的重视程度越来越高，人们竞相购买具有除甲醛功能的乳胶漆来装饰自己的新家。但市场上的乳胶漆品牌繁杂，国内外很多品牌都宣称自己的产品具有很好的净化甲醛作用。本研究对市售乳胶漆产品吸收甲醛的效果进行了系统的比较，研究了抗甲醛因子对乳胶漆性能的影响，结合价廉环保的活性炭和柚子皮等室内空气净化材料的吸收甲醛作用，得出对比结论，旨在引导消费者合理健康地消费。 1 实验部分 1. 1 原料与仪器 实验采集的乳胶漆样品如表1 所示。  实验所用试剂如表2 所示。  实验所用仪器如表3 所示。  1. 2 实验方法
1. 2. 1 各样品玻璃板的制备方法 ( 1) 乳胶漆、净显漆 将乳胶漆、净显漆样品分别搅拌均匀后，按照产品说明书提供的理论涂刷量( 4 ～ 5 m2 /kg) ，涂刷到4块0. 5 m×0. 5 m 的玻璃板上，表干2 h 后涂刷第2遍，干燥24 h 后进行试验。 ( 2) 活性炭 取100 g 活性炭单层平铺于玻璃板上，待测。 ( 3) 柚子皮 取柚子皮约150 g，将柚子皮带絮状的部分朝上，放置在玻璃板上，待测。 ( 4) 添加抗甲醛因子的净显漆 将预先制备好的净显漆分为3 份，分别添加3%、5%、7%( 质量分数) 的抗甲醛因子，用高速分散机分散20 min 至均匀。按照与( 1) 相同的涂刷量涂刷到玻璃板上，待测。 1. 2. 2 实验过程 先将载有测试样品的玻璃板放入1 m3 的玻璃密闭箱内，用微量注射器取( 3±0. 25) μL 分析纯甲醛溶液滴于玻璃皿内，将此玻璃皿置于同一个玻璃密封箱中，此密封箱为试验箱。准备另一个密闭箱作为对比箱，其中放置空白玻璃板和滴有相同量的甲醛溶液的玻璃皿。玻璃密闭箱接缝处用密封胶和凡士林密封。在玻璃密闭箱中放入一个小风扇促进甲醛溶液的挥发，使箱内空气中甲醛的浓度分布均匀。 密闭1 h 后，用内装5 mL 气泡吸收管的空气采样器以1 L/min 的空气流量采集试验箱和对比箱中空气，采气20 min，记录采样时的温度和大气压力，测试并计算箱内空气中甲醛的初始浓度。密闭24 h 后以同样的方法采集试验箱和对比箱中空气，记录采样时的温度和大气压力，测试并计算箱内空气中甲醛的终止浓度。采集气体前均开启风扇20 min，采样时关闭。对比不同样品对箱内空气中甲醛气体的吸收效率。 1. 3 甲醛浓度的测定 1. 3. 1 实验原理 实验原理基于紫外比色法。空气中的甲醛被吸收液吸收后，在碱性溶液中与4 －氨基－3 联氨－5巯基－三氮杂茂( AHMT) 发生反应，经高碘酸钾氧化生成6－巯基－5－三氮杂茂－S－四氮杂苯，此化合物是紫红色，其特征吸收峰在550 nm，化学反应式如式( 1) 所示。  1. 3. 2 标准曲线的绘制 参照GB /T 16129—1995《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法分光光度法》进行实验。首先称取1 g 三乙醇胺0. 25 g 偏重亚硫酸钠和0. 25 g 乙二胺四乙酸二钠溶于1 000 mL 水中配置成甲醛吸收液。然后，将分析纯的甲醛溶液用吸收液稀释至浓度为2. 00 μg /mL，得到甲醛标准溶液。取6 支比色管，分别加入如表4 所示体积的甲醛标准溶液和甲醛吸收液，再加入1. 0 mL 5 mol /L 的氢氧化钠溶液、1. 0 mL AHMT 溶液及2 mL 高碘酸钾溶液，轻轻振摇5 min 至显色，得到一系列甲醛标准色列。  用2 cm 比色皿，以水作参比，在波长550 nm 下测定各管溶液的吸光度。以甲醛质量浓度( μg·mL－1 ) 为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制曲线并拟合，计算斜率和相关系数Ｒ2，以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bs( μg /吸光度值) 。在化学计量学范畴，相关系数大于0. 999 即为合格，体现实验的精密性良好。通过多次试验，实验选择了一组相关系数最好的曲线作为标准曲线，如图1 所示。 1. 3. 3 甲醛浓度的检测 将采集得到的箱内空气( 20 L) 用5 mL 甲醛吸收液吸收，使空气中甲醛完全溶解于溶液中，准确量取2 mL 溶有甲醛气体的甲醛溶液置于比色管中，用紫外分光光度法测定溶液吸光度。 将采样体积按照式( 2) 换算成标准状况下的采样体积。   式( 2) 中，V0—标准状况下的采样体积，L; Vt—采样体积，L; t—采样时的空气温度，℃; T0—标准状态下的绝对温度，273 K; P—采样时的大气压，kPa;P0—标准状况下的大气压力，101. 3 kPa。 箱内空气中的甲醛气体浓度按照公式( 3) 计算。  式( 3) 中，c—箱内空气中甲醛浓度，μg /L; A—待测溶液的吸光度; A0—空白溶液的吸光度; Bs—计算因子，由标准曲线求得，μg /吸光度值; V0—标准状况下的采样体积，L; V1—采样时吸收液的体积，mL;V2—分析时取样品体积，mL。 1. 3. 4 净化效率的计算 试验成立条件判定: 用对比箱空气中的甲醛起始浓度和终止浓度比较有害物质的自然衰减情况，若甲醛的自然衰减率≤30%，则试验成立。自然衰减率Ｒ自( %) 计算按式( 4) 计算。  式( 4) 中: ρ1—对比箱内空气中甲醛气体的起始浓度，μg /L; ρ1 '—对比箱内空气中甲醛气体的终止浓度，μg /L。试验箱内甲醛气体的总衰减率Ｒ总( %) 按式( 5)计算。 Ｒ总= ( ρ2－ρ2 ') /c2×100% 式( 5) 式( 5) 中: ρ2—试验箱内空气中甲醛气体的起始浓度，μg /L; ρ2 '—试验箱内空气中甲醛气体的终止浓度，μg /L。 样品的甲醛净化效率r( %) 按式( 6) 计算。 r =Ｒ总－Ｒ自 式( 6) 2 结果与讨论 为考察市售各乳胶漆样品、活性炭、柚子皮和自制乳胶漆( 净显漆) 等样品的甲醛净化效率，根据前述方法进行实验，结果如表5 所示。  从表5 可以看出，国产儿童漆国产的净化效率最差，几乎没有对甲醛的净化作用; 其他产品如进口儿童漆、清新居漆、抗甲醛全效漆均有一定的净化甲醛效果，但效果不是很突出; 活性炭和柚子皮的净化甲醛效果与进口漆差不多，但是活性炭、柚子皮属于日常容易获得日用品，价格相比较进口漆是非常便宜的，因而比较实惠。国产的这款儿童漆没有净化甲醛的功用，可能是因为国内的一些乳胶漆厂家在生产中可能使用了劣质的乳液和助剂，这些劣质的乳液及助剂本身就含有较高含量的游离小分子化合物( 包括甲醛分子) ，因此这种产品不仅不能实现净化室内空气的效果，反而会对室内环境造成不良影响。实验表明，该国产儿童漆味道较大，涂刷后干燥成膜，发现涂膜较糙，质量较差。 从表5 中还可以看出，净显漆中添加抗甲醛因子后，其对甲醛的净化作用有了明显的提升，当抗甲醛因子含量为5% 时，自制乳胶漆的甲醛净化效率最好，分析原因可能是: 这种抗甲醛因子是一种白色提纯钛矿石经过光触媒改性的产物，在光触媒的作用下，二氧化钛经光催化产生负氧离子，与甲醛的极性键—OH反应生成无害水合物质，达到净化空气的目的。但是当抗甲醛因子含量为7% 时，净显漆的甲醛净化效率反而有所下降，这与抗甲醛因子对乳胶漆性能的影响有关，如表6 所示。  从表6 可以看出，随着抗甲醛因子质量的增加，净显漆的黏度也在增加，当抗甲醛因子含量为0 ～5%时，净显漆的黏度变化很小，而在含量为7% 时，黏度明显增加，这会影响乳胶漆施工的流平流动性能，且此时乳胶漆的对比率下降，施工后涂膜出现颗粒，说明过量的抗甲醛因子对乳胶漆的性能有影响。 3 结语 ( 1) 实验采集了标有净化甲醛功能的乳胶漆样品，并测定其除甲醛效果，结果表明这些产品的净化甲醛效果有很大差异。 ( 2) 在自制净显漆中添加5% 的抗甲醛因子后，净显漆吸收甲醛的能力大幅提高，且不影响其乳胶漆本身的性能。 ( 3) 活性炭、柚子皮也有一定的净化甲醛的作用，其效果与进口漆相近，且价格低廉，环保健康。 |
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